Pikabu.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.

Vỏ nước của trái đất của giác mạc là khoảng 71% bề mặt trái đất. Ở trạng thái bị ràng buộc, nước đều trong lớp vỏ nhỏ của thạch quyển, và ước tính dự trữ của nước đó (trong một giây !!) xấp xỉ bằng khối lượng nước tự do trong giác mạc. Người ta phát hiện ra rằng 1 km³ đá granit trong quá trình tan chảy có thể được phân bổ 26 triệu tấn nước. Phụ nữ nhiều hơn "dự trữ" V., tù nhân ở độ sâu hàng tuần của trái đất - trong lớp phủ. Họ giữ nó lên đến 13 Tỷ nước, đó là nhiều hơn niêm yết. Nhưng chỉ có 1 km³ nước như vậy được thực hiện trên bề mặt núi lửa hàng năm. Ngành công nghiệp đã đóng vai trò và vai trò quyết định của lịch sử địa chất của trái đất, trong sự hình thành chế độ nhiệt, khí hậu và thời tiết. Nó là Xa xa mọi thứ được biết đến về điều thú vị này, từ lâu, nhưng theo nhiều cách bí ẩn, rất dồi dào và một vấn đề thiếu như vậy, về nước đơn giản.

. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
. Nhờ anh ta, thời gian đóng băng của một số sản phẩm và vật liệu bị giảm, chứa nước.
Video về chủ đề

Thời tiết lạnh là đặc trưng của hầu hết nước ta. Ngoài việc trượt tuyết vào thời điểm này, một số thí nghiệm có thể được thực hiện với nước. Ví dụ, ném nước nóng vào không trung, do đó làm tuyết. Thủ thuật ngoạn mục này dựa trên một sự thật thú vị được biết đến kể từ thời của Aristotle.

Nó được mô tả đơn giản - nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh. Khách sạn này đã nhận được tên của hiệu ứng của MPEMB. Học sinh Tanzania phát hiện ra hiện tượng này vào năm 1963. Vậy tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh?

Thí nghiệm với kem

Erasto Mpembea và những đứa trẻ khác trong trường học thường làm kem bằng cách sử dụng buồng đóng băng trường học. Quá trình này như sau: Họ đun sôi sữa và trộn nó bằng đường. Sau đó, hỗn hợp này được đặt trong tủ đông. Và một khi MPEMBA vội vã và đặt chất kết quả để làm mát ở trạng thái nóng.

Video về chủ đề

Hóa ra kem của anh ta bật ra nhanh hơn một người bạn cùng lớp. Nhưng có vài người tin rằng một học sinh, và vào năm 1969, MPEMBA, cùng với các nhà vật lý giáo sư được xuất bản Bài báo. Nhân dịp này. Hiệu ứng này không phải lúc nào cũng được quan sát, vì vậy nếu bạn cố gắng lặp lại nó ở nhà, xa thực tế là nó sẽ xảy ra. Có lẽ có Một vài lý do .

Phiên bản giải thích của hiệu ứng này

Việc phát hiện hiệu ứng của MPEMBA không cho phép độ chính xác tuyệt đối để giải thích hiện tượng này. Để hiểu đầy đủ về quá trình này vẫn chưa thành công, nhưng tranh chấp khoa học được thực hiện rất nhiều. Và có một số phiên bản giải thích hiệu quả của MPEMBA.

Giả thuyết tiên tiến nhất - Nước nóng bay hơi do mất mát. Do đó, chất lỏng đóng băng, mất ít nhiệt. Tuy nhiên, có những trường hợp khi tác dụng của MPEMBI được quan sát trong các thùng chứa kín, nơi không bay hơi.

Một giả định khác là nước phát triển các dòng đối lưu và độ dốc nhiệt độ vì nó đang làm mát. Một ly làm mát nhanh với nước nóng sẽ có sự khác biệt nhiệt độ lớn và nhanh hơn để loại bỏ nhiệt từ bề mặt. Trong khi một ly nước nguội mặc đồng đều có độ chênh lệch nhiệt độ nhỏ hơn. Cũng có được sự đối lưu ít tăng tốc quá trình.

Video về chủ đề

Ngoài ra còn có các lý thuyết khác. Ví dụ, theo một trong số chúng, ảnh hưởng của khí hòa tan trong nước trên quá trình đóng băng. Năm 2013, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Singapore đề nghị Phiên bản giải thích về hiệu ứng của MPEMBA. Theo họ, dung dịch nằm ở các đặc tính độc đáo của cà vạt hóa học trong nước.

Như đã biết, phân tử nước tiêu chuẩn chứa một nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro. Chúng được kết nối bởi các liên kết cộng hóa trị. Nhưng khi một hợp chất của một số phân tử xảy ra, các nguyên tử hydro cũng tạo thành các kết nối với các nguyên tử oxy trong các phân tử khác. Những liên kết hydro này cho nước một số tính chất của nó, chẳng hạn như điểm sôi tương đối cao và mật độ giảm trong quá trình đóng băng.

Các nhà nghiên cứu tin rằng trong quá trình lây lan các phân tử nước, mở rộng liên kết hydro. Nhưng do khối lượng hạn chế, liên kết cộng hóa trị trong các phân tử riêng lẻ được nén, tích lũy năng lượng. Nếu nước đóng băng ở trạng thái này, các liên kết giải phóng năng lượng dưới dạng "lò xo đã mở khóa", làm mát nhanh hơn nhiều.

Video về chủ đề

Nhưng không phải tất cả các chuyên gia đều đồng ý với sự giải thích như vậy về hiệu quả của MPEMB. Ai đó buộc tội các chuyên gia trong thực tế là lý thuyết của họ có thể dự đoán một tài sản mới của nước. Tuy nhiên, nó không phải là trong sự hiểu biết thông thường. Nhà hóa học Richard Dawn từ Đại học Stanford xem xét tất cả những rằng sự đóng băng nhanh chóng của nước nóng chủ yếu phụ thuộc vào sự bay hơi.

Nhiều khả năng, chính xác là vì điều này, hiệu quả của mpembe xảy ra. Có lẽ trong các nhà khoa học trong tương lai sẽ có thể chứng minh đầy đủ hoặc mang lại một số sửa đổi cho lời giải thích.

Hiệu ứng MPEMBA hoặc tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh?

Hiệu ứng MPEMBA (Nghịch lý của MPEMBI) - một nghịch lý nói rằng nước nóng ở một số điều kiện đóng băng nhanh hơn lạnh, mặc dù nó phải trải qua nhiệt độ của nước lạnh trong quá trình đóng băng. Nghịch lý này là một thực tế thực nghiệm mâu thuẫn với những ý tưởng thông thường, theo điều kiện tương tự, cơ thể nóng lạnh hơn để làm mát đến nhiệt độ nhất định đòi hỏi nhiều thời gian hơn cơ thể ít nóng để làm mát với cùng nhiệt độ.

Hiện tượng này đã được nhận thấy tại một lần Aristotle, Francis Bacon và Rene Descart, nhưng chỉ vào năm 1963, học sinh Tanzania Erassto Mpembea phát hiện ra rằng hỗn hợp kem nóng lạnh nhanh hơn lạnh.

Là một học sinh của trường trung học Magambaba ở Tanzania, Erasto Mpembea đã làm công việc thực tế trên trường hợp Cook. Anh ta cần làm kem tự chế - đun sôi sữa, hòa tan đường trong đó, làm mát nó đến nhiệt độ phòng, sau đó đặt nó vào tủ lạnh để đóng băng. Rõ ràng, MPEMBBA không đặc biệt là một sinh viên siêng năng và được thuần hóa với sự hoàn thành của phần đầu tiên của nhiệm vụ. Sợ rằng anh ta sẽ không có thời gian cho sự kết thúc của bài học, anh ta đặt tủ lạnh vẫn nóng sữa. Trước sự ngạc nhiên của mình, nó đã đóng băng sớm hơn so với sữa của các đồng chí của mình nấu theo một công nghệ nhất định.

Sau đó, MPEMBA thử nghiệm không chỉ với sữa, mà còn với nước thông thường. Trong mọi trường hợp, đã là học sinh của trường trung học Mkvava, ông đã hỏi câu hỏi của Giáo sư Dennis Ostern từ Đại học College ở Dar es Salama (để đọc các sinh viên một bài giảng về vật lý trong lớp học đại học: "Nếu bạn lấy hai giống hệt nhau Các thùng chứa có khối lượng nước bằng nhau như vậy, ở một trong số chúng, nước có nhiệt độ 35 ° C, và trong phần kia - 100 ° C, và đặt chúng vào tủ đông, sau đó trong nước thứ hai đóng băng nhanh hơn. Tại sao? " Ostern đã quan tâm đến vấn đề này và ngay sau đó vào năm 1969, cùng với MPEMBA đã xuất bản kết quả thí nghiệm của họ trong tạp chí "Giáo dục Vật lý". Kể từ đó, hiệu ứng được tìm thấy được gọi là Tác dụng của MPEMBA .

Cho đến bây giờ, không ai biết làm thế nào để giải thích hiệu ứng kỳ lạ này. Các nhà khoa học không có phiên bản duy nhất, mặc dù có nhiều. Đó là tất cả về sự khác biệt trong các tính chất của nước nóng và lạnh, nhưng nó chưa rõ các tính chất nào đóng vai trò trong trường hợp này: sự khác biệt về siêu lạnh, bay hơi, hình thành băng, đối lưu hoặc tác dụng của khí thải trên nước khác nhau nhiệt độ.

Sự nghịch lý của hiệu ứng của MPEMBA là thời gian mà cơ thể nguội đến nhiệt độ môi trường xung quanh nên cân xứng với sự khác biệt về nhiệt độ của cơ thể này và môi trường. Luật này vẫn được thành lập bởi Newton và kể từ đó nhiều lần xác nhận trong thực tế. Trong hiệu ứng này, nước với nhiệt độ 100 ° C nguội đến nhiệt độ từ 0 ° C nhanh hơn cùng lượng nước với nhiệt độ 35 ° C.

Tuy nhiên, nó không bao hàm một nghịch lý, vì hiệu ứng của MPEMBA có thể được tìm thấy một lời giải thích và trong khuôn khổ vật lý nổi tiếng. Dưới đây là một vài giải thích về hiệu quả của MPEMBU:

Bay hơi

Nước nóng nhanh hơn bay hơi từ thùng chứa, do đó làm giảm âm lượng của nó và khối lượng nước nhỏ hơn với cùng nhiệt độ đóng băng nhanh hơn. Làm nóng đến 100 với nước mất 16% khối lượng của nó trong quá trình làm mát đến 0 C.

Ảnh hưởng của sự bay hơi - hiệu ứng kép. Đầu tiên, khối lượng nước giảm, cần thiết để làm mát. Và thứ hai, nhiệt độ giảm do thực tế là nhiệt độ bốc hơi của quá trình chuyển đổi từ pha nước sang pha hơi nước giảm.

Nhiệt độ khác nhau

Do thực tế là chênh lệch nhiệt độ giữa nước nóng và không khí lạnh nhiều hơn, do đó trao đổi nhiệt trong trường hợp này có nhiều nước nóng và nước nóng được làm mát nhanh hơn.

Supercooling.

Khi nước được làm mát dưới 0 C, nó không phải lúc nào cũng bị đóng băng. Trong một số điều kiện, nó có thể trải qua hạ thân nhiệt, tiếp tục vẫn là chất lỏng ở nhiệt độ dưới nhiệt độ của điểm đóng băng. Trong một số trường hợp, nước có thể vẫn còn chất lỏng ngay cả ở nhiệt độ -20 C.

Lý do cho hiệu ứng này là để bắt đầu hình thành các tinh thể băng đầu tiên cần các trung tâm hình thành tinh thể. Nếu chúng không ở trong nước lỏng, thì siêu lạnh sẽ tiếp tục cho đến khi nhiệt độ giảm đến mức các tinh thể sẽ bắt đầu hình thành một cách tự nhiên. Khi chúng bắt đầu hình thành trong một chất lỏng siêu lạnh, chúng sẽ bắt đầu phát triển nhanh hơn, tạo thành một lorth shuhuh, đông lạnh sẽ tạo thành băng.

Nước nóng dễ bị hấp dẫn nhất vì hệ thống sưởi của nó giúp loại bỏ khí hòa tan và bong bóng, đến lượt nó có thể phục vụ như là trung tâm cho sự hình thành các tinh thể băng.

Tại sao siêu lạnh gây ra nước nóng dính nhanh hơn? Trong trường hợp nước lạnh, không bị quá chín bởi những điều sau đây. Trong trường hợp này, lớp băng mỏng sẽ được hình thành trên bề mặt tàu. Lớp băng này sẽ hoạt động như một chất cách điện giữa nước và không khí lạnh và sẽ ngăn chặn sự bay hơi hơn nữa. Tốc độ hình thành các tinh thể băng trong trường hợp này sẽ ít hơn. Trong trường hợp nước nóng, trải qua siêu lạnh, nước siêu lạnh không có lớp băng bảo vệ. Do đó, nó mất nhiệt nhanh hơn nhiều thông qua đỉnh mở.

Khi quá trình hạ thân nhiệt kết thúc và đóng băng nước, nhiều nhiệt hơn bị mất và do đó nhiều băng được hình thành.

Nhiều nhà nghiên cứu về hiệu ứng này coi siêu lạnh cho yếu tố chính trong trường hợp hiệu ứng MPEMB.

Đối lưu

Nước lạnh bắt đầu đóng băng từ trên cao, do đó làm xấu đi các quá trình phát xạ nhiệt và đối lưu, và do đó mất nhiệt, trong khi nước nóng bắt đầu đóng băng từ bên dưới.

Tác dụng này của dị thường mật độ nước được giải thích. Nước có mật độ tối đa ở 4 C. Nếu làm mát nước đến 4 giây và đặt nó ở nhiệt độ thấp hơn, lớp nước bề mặt sẽ đóng băng nhanh hơn. Bởi vì nước này dày đặc hơn nước ở nhiệt độ 4 giây, nó sẽ vẫn ở trên bề mặt, tạo thành một lớp lạnh mỏng. Trong những điều kiện này, lớp băng mỏng sẽ được hình thành trên bề mặt nước trong một thời gian ngắn, nhưng lớp băng này sẽ là một chất cách điện bảo vệ các lớp nước dưới, sẽ vẫn ở nhiệt độ 4 C. Do đó, quá trình làm mát tiếp theo sẽ chậm hơn.

Trong trường hợp nước nóng, tình hình hoàn toàn khác nhau. Lớp nước bề mặt sẽ được làm mát nhanh hơn do sự bay hơi và chênh lệch nhiệt độ cao hơn. Ngoài ra, các lớp nước lạnh dày đặc hơn các lớp nước nóng, do đó lớp nước lạnh sẽ rơi xuống, nâng một lớp nước ấm lên bề mặt. Tuần hoàn nước đó cung cấp nhiệt độ giảm nhanh chóng.

Nhưng tại sao quá trình này không đạt đến điểm cân bằng? Để giải thích ảnh hưởng của MPEMBA từ quan điểm đối lưu này, cần phải làm cho các lớp nước nóng lạnh và nóng được tách ra và chính quá trình đối lưu vẫn tiếp tục sau khi nhiệt độ nước trung bình giảm xuống dưới 4 C.

Tuy nhiên, không có dữ liệu thử nghiệm nào sẽ xác nhận giả thuyết này rằng các lớp nước lạnh và nóng được chia trong khi đối lưu.

Khí hoà tan

Nước luôn chứa khí hòa tan trong đó - oxy và carbon dioxide. Những khí này có khả năng giảm điểm đóng băng nước. Khi nước được làm nóng, các loại khí này được giải phóng khỏi nước, vì độ hòa tan của chúng trong nước ở nhiệt độ cao bên dưới. Do đó, khi nước nóng được làm mát, luôn có ít khí hòa tan trong đó so với nước lạnh không nóng. Do đó, điểm đóng băng của nước nóng cao hơn và nó đóng băng nhanh hơn. Yếu tố này đôi khi được coi là điều chính khi giải thích ảnh hưởng của MPEMB, mặc dù không có dữ liệu thử nghiệm xác nhận thực tế này.

Dẫn nhiệt

Cơ chế này có thể đóng một vai trò quan trọng khi nước được đặt trong tủ đông của buồng làm lạnh trong các thùng chứa nhỏ. Trong những điều kiện này, cần lưu ý rằng hộp nước nóng được dịch chuyển bởi đá đông từ tủ đông, do đó cải thiện tiếp xúc nhiệt với tường tủ đông và độ dẫn nhiệt. Do đó, nhiệt được lấy ra khỏi thùng chứa bằng nước nóng nhanh hơn từ lạnh. Đổi lại, container với nước lạnh không thấm vào tuyết.

Tất cả những điều kiện này (cũng như những điều khác) đã được nghiên cứu trong nhiều thí nghiệm, nhưng một câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi - mà trong số họ tạo ra một trăm phần trăm của hiệu ứng mpembe - và không được nhận.

Ví dụ, vào năm 1995, nhà vật lý Đức David Auerbach đã nghiên cứu ảnh hưởng của hạ thân nhiệt nước về hiệu ứng này. Anh ta thấy rằng nước nóng, đạt đến một trạng thái siêu lạnh, đóng băng ở nhiệt độ cao hơn mức lạnh, có nghĩa là nhanh hơn sau này. Nhưng nước lạnh đạt đến trạng thái siêu lạnh nhanh hơn nóng, do đó bù cho độ trễ trước đó.

Ngoài ra, kết quả của Auerbakh mâu thuẫn với dữ liệu thu được trước đó rằng nước nóng có khả năng đạt được sự quá mức lớn hơn do một số lượng trung tâm kết tinh nhỏ hơn. Khi nước được làm nóng từ nó, các khí hòa tan trong nó được loại bỏ, và trong quá trình đun sôi, một số muối hòa tan trong nó được kết tủa.

Bạn có thể nói cho đến nay chỉ có một điều có thể - việc tái tạo hiệu ứng này phụ thuộc đáng kể vào các điều kiện trong đó thử nghiệm được thực hiện. Nó chính xác là vì nó không phải lúc nào cũng được sao chép.

O. V. Mosin.

Văn học. Nguồn :

"Nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Tại sao nó làm như vậy?", Jearl Walker trong nhà khoa học nghiệp dư, khoa học người Mỹ, Vol. 237, Không. 3, PP 246-257; Tháng 9 năm 1977.

"Sự đóng băng của nước nóng và lạnh", g .S. Kell trong Tạp chí Vật lý Hoa Kỳ, Tập. 37, Không. 5, PP 564-565; Tháng 5, 1969.

"Supercooling và hiệu ứng MPEMBA", David Auerbach, trong Tạp chí Vật lý Hoa Kỳ, Tập. 63, Không. 10, PP 882-885; Tháng 10 năm 1995.

"Hiệu ứng MPEMBA: Thời gian đóng băng của nước nóng và lạnh", Charles A. Knight, trong Tạp chí Vật lý Hoa Kỳ, Tập. 64, Không. 5, P 524; Tháng 5 năm 1996.

"Từ cuối cùng", nhà khoa học mới, Decept thứ 2 năm 1995.

Xin chào, HABR! Tôi trình bày sự chú ý của bạn bản dịch của bài viết "Tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn so với các nhà vật lý lạnh giải quyết hiệu ứng MOMBA".

Từ người dịch: Tất cả cuộc sống của anh đều phải chịu một câu hỏi, và ở đây bạn đã được giải thích một lần nữa.

Tại sao nước sôi đóng băng nhanh nhất nước lạnh, nói với video:

Tóm tắt: Do sự hiện diện của liên kết hydro trong các phân tử nước, một sự thay đổi trong cấu hình của liên kết cộng hóa trị của O-H được thay đổi, với nguồn cung cấp bổ sung trong chúng, được giải phóng trong quá trình làm mát và làm việc như một hệ thống sưởi bổ sung cản trở sự đóng băng. Trong nước nóng, liên kết hydro được kéo dài, cộng hóa trị không căng thẳng, dự trữ năng lượng là làm mát và đóng băng thấp nhanh hơn. Có một số thời gian đặc trưng. Tau. cần thiết để tạo thành liên kết hydro nếu quá trình làm mát sẽ đi chậm, hiệu ứng của MPEMB sẽ biến mất. Nếu quá trình làm mát tương đối nhanh (lên đến hàng chục phút), hiệu ứng được thể hiện. Nó có lẽ nên là một nhiệt độ tới hạn, bắt đầu với hiệu ứng xuất hiện, nhưng điều này không được phản ánh trong bài viết.

Một hình ảnh từ bài viết gốc, nhìn vào đó người đọc nên xem với tất cả sự rõ ràng rằng năng lượng là trái phiếu cộng hóa trị, sau đó có thể được giải phóng dưới dạng nhiệt bổ sung, ngăn nước lạnh.

Lịch sử của câu hỏi

Aristotle lần đầu tiên lưu ý rằng nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh, nhưng các nhà hóa học luôn từ chối giải thích nghịch lý này. Cho đến ngày nay.

Nước là một trong những chất thông thường nhất trên trái đất, nhưng đồng thời là một trong những chất bí ẩn nhất. Ví dụ, như trong hầu hết các chất lỏng, mật độ của nó phát triển trong quá trình làm mát. Tuy nhiên, trái ngược với phần còn lại, mật độ của nó đạt đến mức tối đa ở nhiệt độ 4C, và sau đó bắt đầu giảm đến nhiệt độ kết tinh.

Trong pha rắn, nước có mật độ nhỏ hơn một chút, đó là lý do tại sao băng trôi nổi trên mặt nước. Đây là một trong những lý do cho sự tồn tại của sự sống trên Trái đất - nếu băng dày hơn nước, sau đó trong quá trình đóng băng, anh ta sẽ thả đáy hồ và đại dương, điều này sẽ khiến nó không thể có nhiều loại quá trình hóa học tạo nên cuộc sống khả thi.

Vì vậy, có một hiệu ứng membaby kỳ lạ, được đặt theo tên của sinh viên Tanzania, người thấy rằng hỗn hợp nóng cho kem đóng băng nhanh hơn mức lạnh trong tủ đông của ẩm thực trường học ở đâu đó vào đầu những năm 1960. (Trên thực tế, hiệu ứng này được ghi nhận bởi nhiều nhà nghiên cứu trong lịch sử, bắt đầu bằng Aristotle, Francis Bacon và Rene of Descartes).

Hiệu ứng MPEMBA Đó là nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh. Hiệu ứng này được đo trong một loạt các trường hợp với các giải thích khác nhau được nêu dưới đây. Một trong những ý tưởng là các tàu nóng có tiếp xúc nhiệt tốt nhất với tủ đông và loại bỏ nhiệt hiệu quả hơn. Người kia là nước ấm bay hơi nhanh hơn, và vì quá trình này là nhiệt sinh (đi kèm với sự hấp thụ nhiệt) - thì nó tăng tốc đóng băng.

Không có lời giải thích nào trong số này có vẻ hợp lý, vì vậy vẫn không có lời giải thích thực sự.

Một lời giải thích mới về hiệu ứng (bây giờ nó chắc chắn là chính xác)

Ngày nay, Chang từ Đại học Công nghệ Nangang Singapore và một số đồng nghiệp của ông đã cung cấp như vậy. Những người này cho rằng hiệu ứng của MPEM là kết quả của các đặc tính độc đáo của các loại giao tiếp khác nhau, giữ các phân tử nước với nhau.

Vậy điều gì giống nhau trong các kết nối này? Mỗi phân tử nước bao gồm một nguyên tử oxy tương đối lớn được kết nối với hai nguyên tử hydro thấp với một liên kết cộng hóa trị thông thường. Nhưng nếu bạn đặt một vài phân tử nước, liên kết hydro cũng sẽ bắt đầu đóng một vai trò quan trọng. Điều này là do thực tế là các nguyên tử hydro của một phân tử được đặt gần oxy của một phân tử khác, và tương tác với nó. Trái phiếu hydro yếu hơn nhiều so với cộng hóa trị (khoảng. ~ 10 lần), nhưng mạnh hơn các lực van der Wales sử dụng một cái heckon để dán vào tường dọc.

Các nhà hóa học từ lâu đã nhận thức được tầm quan trọng của những mối quan hệ này. Ví dụ, điểm sôi của nước cao hơn nhiều so với các chất lỏng khác có các phân tử tương tự, do thực tế là liên kết hydro giữ các phân tử với nhau.

Nhưng trong những năm gần đây, các nhà hóa học đang ngày càng quan tâm đến các vai trò khác có thể chơi liên kết hydro. Ví dụ, các phân tử nước trong mao quản mỏng tạo thành chuỗi dài được giữ bởi liên kết hydro. Điều này rất quan trọng đối với các nhà máy có sự bốc hơi nước qua màng lá kéo một chuỗi các phân tử nước từ rễ lên.

Bây giờ, với các đồng tác giả, họ cho rằng trái phiếu hydro cũng giải thích hiệu quả của mbembe. Ý tưởng chính của họ là liên kết hydro dẫn đến sự tiếp xúc dày đặc hơn của các phân tử nước và khi điều này xảy ra, lực đẩy tự nhiên giữa các phân tử dẫn đến việc nén các liên kết cộng hóa trị và tích lũy năng lượng trong đó.

Tuy nhiên, khi chất lỏng được làm nóng, khoảng cách giữa các phân tử tăng lên và liên kết hydro được kéo dài. Nó cũng cho phép bạn tăng chiều dài liên kết cộng hóa trị và do đó thu hút năng lượng trở lại tích lũy trong đó. Một yếu tố quan trọng của lý thuyết là thực tế là một quá trình trong đó các liên kết cộng hóa trị cung cấp năng lượng tích lũy trong chúng tương đương với làm mát!

Trong thực tế, hiệu ứng này giúp tăng cường quá trình làm mát thông thường. Do đó, nước nóng nên được làm mát nhanh hơn lạnh, các tác giả tranh luận. Và đây chính xác là những gì chúng ta quan sát trong ảnh hưởng của SCAM.

Tại sao một lời giải thích mới tốt hơn so với trước đây?

Những người này tính toán lượng làm mát bổ sung, và cho thấy nó chính xác tương ứng với sự khác biệt quan sát trong các thí nghiệm Về đo lường sự khác biệt về tốc độ làm mát nước nóng và lạnh. Voila! Đây là một cái nhìn thú vị về các đặc tính phức tạp và bí ẩn của nước vẫn khiến các nhà hóa học không ngủ vào ban đêm. Mặc dù thực tế là ý tưởng về Zi và đồng tác giả là thuyết phục, nhưng đó có thể là một sai lầm khác về các nhà lý thuyết, mà các nhà vật lý khác sẽ phải bác bỏ. Điều này là do các lý thuyết thiếu sức mạnh dự đoán (ít nhất là - trong bài viết gốc).

Zi và đồng tác giả cần tận dụng lý thuyết của họ để dự đoán các tài sản mới của nước, không có nguồn gốc từ lý luận thông thường. Ví dụ: nếu liên kết cộng hóa trị được rút ngắn, điều này sẽ dẫn đến một số tính chất đo được của nước, mà sẽ không phải thể hiện bản thân khác. Việc mở và đo các thuộc tính như vậy sẽ là Cherry cuối cùng trên bánh, mà thiếu lý thuyết ở dạng hiện tại.

Vì vậy, mặc dù thực tế là các chàng trai có thể đã giải thích hiệu quả của MPEMB, tốt, họ cần một chút podnaping để thuyết phục người khác.

Hãy là như nó có thể, họ có một lý thuyết thú vị.

P.S. Năm 2016, một trong những đồng tác giả - Chang Sun (Chang Q. Sun) cùng với Yi Sun (Yi Sun) đã xuất bản một tuyên bố đầy đủ hơn về lý thuyết đề xuất, với việc xem xét hiệu ứng bề mặt, đối lưu, khuếch tán, bức xạ và khác các yếu tố- và dường như thỏa thuận tốt với thí nghiệm (Springer).

Văn chương

Văn chương

Tham khảo: arxiv.org/Abs/1310.6514: O: H-O Bond Anomalous Thư giãn Giải quyết nghịch lý MPEMBA

Bản gốc: https://medium.com/the-fysics-arxiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-fysicists-solve-the-mpemba-ffect-d8a2f611e853.

Tại sao "giải thích lại" - và bởi vì đã:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. Các quy trình Markov không cân bằng: có thể theo một số quỹ đạo bất thường nhanh hơn cân bằng, do đó nước sôi làm mát nhanh chóng rơi vào một quỹ đạo "tăng tốc" như vậy và vượt qua nước lạnh (làm mát trong điều kiện cân bằng hơn).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735.
  4. Các cụm (cũng do liên kết hydro) can thiệp vào kết tinh. Trong nước sôi, không có cụm như vậy, và trong quá trình đóng băng, chúng không có thời gian để hình thành, và trong nước, trong một thời gian dài lạnh giá cũ bên ngoài tủ đông, và chúng không cho nó đóng băng bình thường.
  5. https://afapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059.
  6. SuperCooling bên dưới điểm đóng băng, trong nước nóng ban đầu yếu hơn, bởi vì mớ hỗn độn lớn hơn, và nó không đủ để tổ chức trong tủ đông trong quá trình đóng băng. (Nhưng ở đây rõ ràng là một vấn đề - trong các thí nghiệm, toàn bộ đường cong làm mát của nước nóng lạnh hơn, và không chỉ quá trình đóng băng, và "rối loạn" này về độ dẫn nhiệt và làm mát nếu cần bị ảnh hưởng bởi làm mát chậm, và gia tốc).

https://www.sciencationirect.com/science/article/pii/s0140700716302869.

Nước bay hơi khỏi bề mặt, và lấy nhiệt. Nước nóng nhanh hơn (chỉ không rõ ràng tại sao, sau khi căn chỉnh nhiệt độ, nước nóng tiếp tục bay hơi tích cực hơn, mặc dù nó lạnh hơn so với nước lạnh ban đầu).

https://www.scienceirect.com/science/article/pii/s0017931014008072.

Video.

Tất cả đối lưu rượu vang, giúp cải thiện sự trao đổi nhiệt (dòng đối lưu đang quay cuồng trong quán tính và sau nhiệt độ của kính san bằng và trong một thời gian dài sau đó).

Tạp chí Vật lý Mỹ 77, 27 (2009); https://doi.org/10/1119/1.2996187.

Trong tất cả, sự tan rã của tạp chất (khí?). Trong việc đun sôi các tạp chất nước ít hơn, đóng băng nhanh hơn.

Phần kết luận

Hiện tượng nước nóng đông lạnh với tốc độ cao hơn lạnh, được biết đến trong khoa học là tác dụng của SCAM. Trong hiện tượng nghịch lý này, những bộ óc vĩ đại như Aristotle, Francis Bacon và René Descartes, đã được phản ánh ở trên, nhưng đối với thiên niên kỷ, không ai có thể đưa ra lời giải thích hợp lý cho hiện tượng này.

Chỉ vào năm 1963, một cậu học sinh từ Cộng hòa Tanganyik, Erasto Mpembe, nhận thấy ảnh hưởng này đến ví dụ về kem, nhưng không có người lớn nào cho anh ta một lời giải thích. Tuy nhiên, các nhà vật lý và các nhà hóa học nghiêm túc nghĩ về những hiện tượng rất đơn giản, nhưng rất khó hiểu.

Kể từ đó, các phiên bản khác nhau đã thể hiện, một trong số đó vang lên như sau: một số nước nóng lần đầu tiên vừa bị bay hơi, và sau đó, khi nó vẫn ít hơn số lượng, nước đóng băng nhanh hơn. Phiên bản này, nhờ sự đơn giản của nó, trở thành phổ biến nhất, nhưng các nhà khoa học không đáp ứng đầy đủ. Ngày nay, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nanyang ở Singapore (Đại học Công nghệ Nanyang), đứng đầu là Nhà hóa học Si Zhanom (Xi Zhang) tuyên bố rằng họ đã cố gắng cho phép một câu đố cũ hơn thế kỷ về lý do tại sao nước ấm đóng băng nhanh hơn lạnh. Khi các chuyên gia Trung Quốc phát hiện ra, bí mật nằm ở lượng năng lượng được lưu trữ trong liên kết hydro giữa các phân tử nước.

Như đã biết, các phân tử nước bao gồm một nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro được giữ cùng với các liên kết cộng hóa trị, trông giống như một sự trao đổi các electron ở mức độ hạt. Một thực tế nổi tiếng khác là các nguyên tử hydro bị thu hút bởi các nguyên tử oxy từ các phân tử lân cận - đồng thời liên kết hydro được hình thành.

Hiệu ứng MPEMBA rất thú vị, vì vậy nó tiếp tục học tập. Các nghiên cứu được thực hiện ngay lập tức theo một số hướng. Các nhà khoa học chắc chắn sẽ tìm ra nguyên nhân của nghịch lý không thể giải thích và cho phép mọi người mở rộng khả năng sử dụng nó.

Đồng thời, các phân tử nước thường bị đẩy lùi khỏi nhau. Các nhà khoa học từ Singapore chú ý: Nước ấm hơn, khoảng cách càng lớn giữa các phân tử chất lỏng do sự gia tăng của các lực thuốc chống côn trùng. Do đó, liên kết hydro được kéo dài, và do đó dự trữ năng lượng lớn hơn. Năng lượng này được giải phóng khi nước được làm mát - các phân tử đến gần nhau hơn. Và sự trở lại của năng lượng, như bạn biết, và có nghĩa là làm mát.

Là nhà hóa học viết trong bài viết của họ, có thể được tìm thấy trên trang web của prexiv.org, trong nước nóng, liên kết hydro đang căng thẳng mạnh hơn trong cái lạnh. Do đó, hóa ra trong liên kết hydro của nước nóng được lưu trữ nhiều năng lượng hơn, có nghĩa là nó được giải phóng nhiều hơn trong quá trình làm mát đến nhiệt độ trừ. Vì lý do này, đông lạnh nhanh hơn.

Đến nay, các nhà khoa học đã giải quyết bí ẩn này một cách lý thuyết. Khi họ trình bày bằng chứng thuyết phục về phiên bản của họ, câu hỏi tại sao nước nóng được đông lạnh nhanh hơn lạnh, nó sẽ có thể đóng cửa. Cũng về chủ đề: Các nhà khoa học 100 tuổi không thể hiểu tại sao nhà vật lý người Mỹ ấm trà đã giải quyết nghịch lý của vật lý Cát Schrödinger đã giải quyết một câu đố dài hạn của hành vi của vật lý điện tử đã chứng minh rằng từ trường thay đổi sự truyền nhiệt của vật liệu trong kim cương đã thấy hiệu ứng lượng tử của Zenon. Tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh? Điều này là đúng, mặc dù nghe có vẻ không thể tin được, bởi vì trong quá trình đóng băng, nước ấm phải truyền nhiệt độ của nước lạnh. Trong khi đó, hiệu ứng này được sử dụng. Ví dụ, con lăn và slide trong mùa đông đổ nóng, không phải nước lạnh. Các chuyên gia tư vấn cho người lái xe điền vào mùa đông trong bể rửa lạnh, và không phải nước nóng. Paradox được biết đến trên thế giới là "hiệu ứng mpemb". Hiện tượng này đã đề cập đến Aristotle, Francis Bacon và René Descartes, nhưng chỉ năm 1963, các giáo sư vật lý đã được trả cho anh ta và cố gắng khám phá. Tất cả bắt đầu với việc học sinh Tanzanian Erasto MPEMBA lưu ý rằng sữa ngọt, mà anh ta đã từng chuẩn bị kem, đóng băng nhanh hơn nếu nó được làm nóng trước và đưa ra giả định rằng nước nóng đóng băng nhanh hơn lạnh. Ông đã kêu gọi làm rõ đến giáo viên vật lý, nhưng anh ta chỉ cười vào học sinh, nói như sau: "Đây không phải là vật lý thế giới, mà là một bác sĩ của Mpems." May mắn thay, Dennis Ostern đã từng ở trường, giáo sư vật lý từ Đại học Dar Es Salama. Và MPEMBA kháng cáo với anh ta với cùng một câu hỏi. Giáo sư đã được thành lập ít hoài nghi hơn, cho biết ông không thể phán xét những gì anh ta chưa từng thấy, và khi trở về nhà yêu cầu nhân viên tiến hành các thí nghiệm có liên quan. Có vẻ như họ đã xác nhận những lời của cậu bé. Trong mọi trường hợp, vào năm 1969, Ostern đã nói về việc làm việc với MPEMBO trong tạp chí "Eng. Vật lý. Giáo dục.

" Cũng trong năm đó, George Kell từ Hội đồng nghiên cứu quốc gia Canada đã xuất bản một bài viết với một mô tả về hiện tượng trong "Eng.

  • Người Mỹ.
  • Tạp chí
  • Của.
  • Vật lý.

"

Có một số tùy chọn để giải thích nghịch lý này:

Nước nóng bay hơi nhanh hơn, do đó giảm âm lượng của nó và một thể tích nước nhỏ hơn với cùng nhiệt độ đóng băng nhanh hơn. Trong hộp kín, nước lạnh nên đông lạnh nhanh hơn.

Sự hiện diện của tuyết lót. Container nước nóng đang tự đánh dấu, do đó, nó là tiếp xúc nhiệt với bề mặt làm mát. Nước lạnh không tỏa sáng dưới nó. Trong trường hợp không có lót tuyết, thùng chứa nước lạnh phải đông lạnh nhanh hơn.

Nước lạnh bắt đầu đóng băng từ trên cao, do đó làm xấu đi các quá trình phát xạ nhiệt và đối lưu, và do đó mất nhiệt, trong khi nước nóng bắt đầu đóng băng từ bên dưới. Với việc khuấy động cơ khí bổ sung trong các thùng chứa, nước lạnh nên đông lạnh nhanh hơn.

Sự hiện diện của các trung tâm kết tinh trong nước làm mát - các chất hòa tan trong đó. Với một số lượng nhỏ các trung tâm như vậy trong nước lạnh, sự biến đổi của nước vào băng rất khó khăn và có thể siêu lạnh của nó khi nó vẫn ở trạng thái lỏng, có nhiệt độ trừ.

Gần đây, một lời giải thích khác đã được xuất bản. Tiến sĩ Jonathan Katz (Jonathan Katz) từ Đại học Washington đã nghiên cứu hiện tượng này và đi đến kết luận rằng một vai trò quan trọng trong nó được chơi bằng các chất hòa tan trong nước, được lắng đọng khi được làm nóng. Dưới các chất hòa tan, Tiến sĩ Katz cũng ngụ ý bicarbonat canxi và magiê, được chứa trong nước cứng. Khi nước được làm nóng, những chất này được lắng đọng, nước trở nên mềm mại. Nước không bao giờ được làm nóng, chứa những tạp chất này, đó là "khó khăn". Khi nó đóng băng và sự hình thành các tinh thể băng, nồng độ tạp chất trong nước tăng 50 lần. Vì điều này, điểm đóng băng nước giảm.

Giải thích này dường như không thuyết phục, bởi vì Không cần phải quên rằng hiệu ứng đã được tìm thấy trong các thí nghiệm với kem, và không phải với nước cứng. Rất có thể nguyên nhân của hiện tượng nhiệt điện, và không hóa chất.

Trong khi giải thích không rõ ràng về nghịch lý của MPEMB. Tôi phải nói rằng một số nhà khoa học không xem xét nghịch lý này đáng chú ý. Tuy nhiên, rất thú vị khi một cậu học sinh đơn giản đã đạt được sự công nhận hiệu quả vật lý và trở nên phổ biến do sự tò mò và sự kiên trì của nó.

Thêm vào tháng 2 năm 2014

LƯU Ý đã được viết vào năm 2011. Kể từ đó, các nghiên cứu mới về hiệu ứng của MPEMBI và những nỗ lực mới để giải thích nó đã xuất hiện. Vì vậy, vào năm 2012, Hiệp hội Hóa học Hoàng gia của Vương quốc Anh đã công bố một cuộc thi quốc tế về giải pháp bí mật khoa học "Hiệu ứng MPEMBI" với quỹ giải thưởng 1000 pounds. Thời hạn được cài đặt vào ngày 30 tháng 7 năm 2012. Nikola Beregovik từ phòng thí nghiệm của Đại học Zagreb đã trở thành người chiến thắng. Ông đã công bố công việc của mình, trong đó ông đã phân tích những nỗ lực trước đây để giải thích hiện tượng này và kết luận rằng họ không thuyết phục. Mô hình được đề xuất bởi chúng dựa trên các đặc tính cơ bản của nước. Những người muốn có thể tìm được một công việc trên liên kết http://www.rsc.org/mpemba-Competition/mpemba-winner.asp

Nghiên cứu về điều này đã không được hoàn thành. Năm 2013, Vật lý từ Singapore, theo lý thuyết đã chứng minh nguyên nhân của hiệu ứng empube. Công việc có thể được tìm thấy bằng cách tham khảo http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Tương tự như đối tượng của các bài viết trên trang web:

451 độ fahrenheit, nhiệt độ lửa giấy?

Nhiệt kế hồng ngoại y tế - Huyền thoại và thực tế Tại sao bầu trời đầy sao đen? (Nghịch lý trắc quang)

Bí ẩn của lá đỏ

  Foto14818-3.Tại sao Zipper và Thunder Thunder?

Tại sao bầu trời xanh? Nó có thể đóng băng? .

Câu trả lời rất đơn giản - có, có thể

. Hơn nữa, nước sôi sẽ đóng băng nhanh hơn lạnh. Những gì nhanh hơn: sôi hoặc lạnh H2O?

Các nhà khoa học có rất nhiều thí nghiệm và chứng minh rằng nước sôi đầu tiên kết tinh.

Nếu trong tủ đông đồng thời đặt hai công suất có cùng khối lượng và hình dạng với nước sôi và nước đơn giản, sau đó

Đầu tiên sẽ biến thành nước sôi chính xác Ice

Mặc dù, nếu bạn theo logic, trước tiên nó phải hạ nhiệt, và sau đó kết tinh. Nhưng nó không phải như vậy.

Điều đáng chú ý là một hiệu ứng như vậy đã được người dân quan sát được trong một thời gian dài.

  1. foto14818-3. Aristotle chỉ vào điều này trong hồ sơ của mình, đã quan tâm đến hiện tượng của R. Dekart. Tuy nhiên, một cách cẩn thận nghiên cứu vấn đề này vào thời điểm đó, ít người đã làm, nó không đặc biệt quan tâm đến các nhà khoa học.
  2. Một học sinh Tanzanskaya tò mò đã cho một nghiên cứu vững chắc về chủ đề này, những người tìm thấy trong cuộc sống hàng ngày mà chất lỏng khởi động, cho dù là sữa hoặc nước, kết tinh nhanh hơn.
  3. Năm 1969, một thí nghiệm được thực hiện bởi Giáo sư D.Sboron, người đã chứng minh sự chấp thuận của chàng trai trẻ. Từ thời điểm đó, hiện tượng đã nhận được tên "Opener" của mình, và được gọi là hiệu ứng của MPEMB.

Tại sao?

Nó chưa được giải thích đầy đủ và để hiểu hiện tượng, nhưng tranh chấp giữa các nhà khoa học theo chủ đề này là đủ. Tuy nhiên, một số giả thuyết vẫn diễn ra: .

Khi luộc có sự bay hơi và giảm lượng nước, có nghĩa là quá trình kết tinh được kích hoạt, tức là. tăng tốc.

Các khí hòa tan trong nước được bốc hơi, do đó mật độ của nước trong trạng thái sôi cao hơn nhiệt độ nước. Được biết, tỷ lệ cao của mật độ góp phần vào tốc độ làm mát.

Việc đóng băng nước nóng bắt đầu đi xuống dưới, và lớp bề mặt trên vẫn miễn phí. Điều này cho phép các quá trình đối lưu và phóng xạ nhiệt không dừng lại và không chậm lại. Ở trạng thái bình thường, bề mặt trên được giữ nguyên ở trạng thái thông thường, làm chậm năng suất nhiệt.

Có các phiên bản khác giải thích các hiện tượng nghịch lý. Một trong số họ được đưa ra bởi các nhà khoa học từ Washington bởi D. katts. Theo ý kiến ​​của ông, trong quá trình sôi, nước từ "khó khăn" biến thành "mềm". Một phần của các chất, chẳng hạn như magiê và canxi bicarbonate, được bảo vệ và không can thiệp vào kết tinh. vì thế

Quá trình đóng băng nước sôi đi nhanh hơn bình thường

Làm thế nào để nghịch lý này áp dụng trong cuộc sống thực?

Sự tồn tại của một hiện tượng nghịch lý giúp tiết kiệm thời gian để chuẩn bị các trang web và thể thao trong mùa đông.

Sử dụng hiện tượng không thể hiểu được và sản xuất công nghiệp

Добавить комментарий